第119章 《装满水的塑料瓶相关物理现象》

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在我们的日常生活环境中，充满了各种各样的物理现象，而装满水的塑料瓶就是一个蕴含丰富物理知识的简单物体。通过对它的细致研究，我们能够深入理解多个重要的物理概念，这些概念不仅是物理学的基础，也在许多实际应用场景中发挥着关键作用。

二、瓶子在水平桌面上的力的关系

1.受力平衡分析

1.当装满水的塑料瓶静止放置在水平桌面上时，瓶子处于平衡状态。从受力分析的角度来看，瓶子受到竖直向下的重力，这个重力是瓶子自身重力与瓶内水的重力之和。根据牛顿第二定律，当物体处于静止状态时，它所受的合外力为零。所以必然存在一个与重力大小相等、方向相反的力，这个力就是桌面对瓶子的支持力。

2.由于瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力大小相等、方向相反且作用在同一条直线上，所以它们是一对平衡力。这一对平衡力保证了瓶子在垂直方向上的静止状态，是理解物体在平衡状态下受力情况的典型例子。

2.相互作用力关系

1.在这个场景中，瓶子对桌面有压力，这个压力的大小等于瓶子的重力。同时，桌面对瓶子有支持力。根据牛顿第三定律，这两个力是一对相互作用力。相互作用力的特点是大小相等、方向相反、作用在两个不同的物体上并且在同一条直线上。所以瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力虽然性质不同，但它们的大小关系是相等的。这种相互作用力的关系在许多涉及物体接触的力学问题中都有体现，是分析物体间相互作用的重要依据。

三、瓶子对海绵的压力作用效果

1.压力与受力面积的关系实验

1.在初步探究中发现塑料瓶对桌面压力作用效果不明显，为了更清晰地观察压力的作用效果，引入容易发生形变的海绵作为实验对象。将装满水的塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上，在这个过程中，瓶子对海绵的压力始终等于瓶子和水的总重力，即F = Fg。

2.然而，我们可以明显观察到海绵的形变程度不同。当瓶子正放时，瓶子与海绵的接触面积较大，海绵的形变相对较小；当瓶子倒放时，瓶子与海绵的接触面积较小，海绵的形变相对较大。这一现象直观地表明压力的作用效果不仅仅取决于压力的大小，还与受力面积有关。